Download - Bahan Rekayasa Lingkungan
10/3/2013
1
KULIAH
REKAYASA LINGKUNGAN
TEKNOLOGIPENGENDALIAN DAMPAK
OUTLINE
1. PENGANTAR
2. IDENTIFIKASI DAMPAK
3. PREDIKSI DAMPAK
4. TEKNOLOGI BERSIH
5. TEKNOLOGI PENGENDALIAN PENCEMAR
– Limbah Gas
– Limbah Padat
– Limbah Cair
PENGANTAR TEKNOLOGIPENGENDALIAN DAMPAK
Suatu perubahan yang terjadisebagai akibat suatu aktivitas.
Perubahan yang sangatmendasar yang diakibatkan olehsuatu usaha / kegiatan(Dampak Penting)
Dampak
Teknologi Pengendalian Dampak
• Seluruh aspek yang berkaitan denganteknologi yang dipergunakan (state of the art) dalam proses dan kegiatan mulai daripengadaan bahan baku, proses produksi, pengelolaan limbah dan pengelolaan produkpasca penggunaan, yang dipertimbangkanmempunyai dampak pada lingkungan.
Matriks Teknologi Pengendalian Dampak
Input Proses Proses Produksi
PengelolaanLimbah
PascaProduksi
(Teknologi) bahan yang terkait dengan proses
Jenis dan karakteristik teknik unit-proses
Pengolahan Limbah padat dari proses dan pendukung kegiatan
Recovery bahan dari produk pasca penggunaan (limbah)
Pewadahan dan Transportasi bahan baku
Unit pendukung proses untuk air,udara,energy system
Pengolahan limbah cair dari proses dan pendukung kegiatan
Pengolahan dan pemusnahan bahan off-spec dan kadaluawarsa
Storage: stock system, layout dan flow
Flow process: system, layout dan flow
Pengendalian pencemaran udara dan kebisingan
Pengelolaan kemasan
Pengelolaan sludge dan limbah B3
10/3/2013
2
IDENTIFIKASIDAMPAK
PELINGKUPANMERUPAKAN SUATU PROSES AWAL (DINI)UNTUK MENENTUKAN LINGKUP PERMASALAHANDAN MENGIDENTIFIKASI DAMPAK PENTING (HIPOTESIS) YANG TERKAIT DENGAN SUATU RENCANA USAHA DAN / ATAU KEGIATAN
MANFAAT
1. Langsung mengarah pada hal-hal yang menjadi pokok bahasan secara mendalam;
2. Menghindari konflik & tertundanya proyek;3. EFISIENSI terhadap BIAYA, TENAGA, WAKTU;4. Penyusunan ANDAL dapat lebih terarah berkat
adanya kejelasan:* lingkup studi/kajian;* kedalaman studi;* strategi pelaksanaan studi.
Proses Pelingkupan: Dampak1.Identifikasi dampak potensial
(mengidentifikasi segenap dampak lingkungan hidup:primer, skunder, tersier dst yang secara potensial akan timbul).Gali dan kembangkan melalui berbagai sumber, seperti: pemrakarsa, masyarakat, pakar, instansi pemerintah, pustaka, tinjauan proyek serupa.
2.Evaluasi dampak potensial(menghilangkan/meniadakan dampak potensial yang tidak relevan atau tidak penting, sehingga didapat dampak pentig hipotetik).
3. Klasifikasi dan prioritas dampak pentingHipotetis(mengelompokkan dampak penting hipotetik yang telahdirumuskan sehingga diperoleh klasifikasi dan prioritas dampak penting hipotetik)
Dampak Penting Hipotetis merupakan Salah Satu Hasil Proses Pelingkupan
IdentifikasiDampak
Potensial
PRIORITASDAMPAKPENTING
HIPOTETIK
DAMPAKPOTENSIAL
DAMPAKPENTING
HIPOTETIK
DeskripsiRencana Kegiatan
RonaLingkungan
Hidup
EvaluasiDampak
Potensial
Klasifikasi&
Prioritas
HASIL-HASIL PELINGKUPAN1. Prioritas dampak penting hipotetik thd lingkungan hidup
yang dipandang relevan untuk ditelaah secara mendalam dalam ANDAL
2. Lingkup wilayah studi ANDAL berdasarkan pertimbangan: batas proyek, batas ekologis, batas sosial, dan batas administrasi.
3. Batas waktu kajian sebagai dasar melakukan prakiraan perubahan kualitas/kondisi lingkungan tanpa proyek dan adanya proyek.
4. Kedalaman studi ANDAL (metode, jumlah sampel, tenaga ahli yang dibutuhkan sesuai dengan dana dan waktu.
HASIL DAN PROSES PELINGKUPAN
DESKRIPSIKEGIATAN
RONALINGKUNGAN
SCOPPING
1. KOMPONEN KEGIATAN YG HARUSDITELAAH
2. KOMPONEN LH YG POTENSIALBERDAMPAK PENTING
3. MASALAH LINGKUNGAN YG AKAN TERKENA DAMPAK PENTING
4. PENENTUAN BATAS WILAYAH STUDI
5. PENENTUAN METODA
6. PENENTUAN LINGKUP PAKAR
7. PENENTUAN LINGKUP WAKTU
8. PENENTUAN BIAYA STUDI
1. TELAAH PUSTAKA; 5. MATRIK INTERAKSI SEDERHANA;2. METODA PENDEKATAN SOSIAL; 6. BAGAN ALIR;3. ANALOGI; 7. ANALISIS ISI; 4. DAFTAR UJI; 8. INTERAKSI KELOMPOK.
IDENTIFIKASIDPK POTENSIAL
EVALUASI D. PTG
KLASIFIKASI & PRIORITAS
LINGKUP STUDI
10/3/2013
3
IDENTIFIKASIDAMPAK
POTENSIAL
EVALUASIDAMPAK
POTENSIAL
KLASIFIKASI & PRIORITAS DPK. PNTNG
RUANG LINGKUP, KEDALAMAN,DAN STRATEGI PELAKSANAANSTUDI:1. Batas Wilayah Studi2. Jenis Data & Informasi3. Jumlah sampel4. Lokasi Pengamatan/Pengukuran5. Metode Analisis Data6. Metode Prakiraan & Evaluasi DP7. Tenaga ahli yang dibutuhkan
Langkah Identifikasi Dampak
Identifikasilah:
1. Rencana kegiatan
2. Tipe Ekosistem
3. Fungsi Ekosistem
4. Komponen Lingkungan
Metode?
1. Telaah Pustaka 5. Bagan Alir (flow diagram) 2. Interaksi Kelompok 6. Matrik Interaksi (Sederhana, 3. Daftar Uji (checklist). Leopold,Battelle). 4. Overlay (tumpang 7. Analisis Isi
(McHarg) 8. Metoda ad hoc
1) Komponen kegiatan penyebab dampak dan komponen lingkungan terkena dampak;
2) Batas wilayah studi: proyek, ekologis, sosial, dan administratif;3) Metode pengumpulan dan analisis data; metode prakiraan dan
evaluasi dampak penting; tenaga ahli yang diperlukan.
METODE IDENIFIKASI DALAM PELINGKUPAN
PREDIKSI DAMPAK
Dampak Kegiatan
DAMPAK & AMDAL
DAMPAK = pengaruh pada sesuatu akibat suatu perbuatan
DAMPAK LH = pengaruh perubahan pada LH yang disebabkan oleh suatu usaha &/ kegiatan
UU 23/1997 Bab I Pasal 1 Butir 20 :
PROYEK L H
PERLU TELAAHAN YANG CERMAT ATAS FAKTA DI LAPANG
AMDAL
Kriteria Dampak
PP No.27 tahun 1999 pasal 5
BESAR & PENTINGNYA DAMPAK DINILAI DARI :
1. JUMLAH MANUSIA YANG TERKENA DAMPAK2. LUAS WILAYAH PERSEBARAN DAMPAK3. INTENSITAS & LAMANYA DAMPAK BERLANGSUNG4. BANYAKNYA KOMPONEN LAIN YANG TERKENA
DAMPAK5. SIFAT KUMULATIF DAMPAK6. BERBALIK (REVERSIBLE) ATAU TIDAK BERBALIKNYA
DAMPAK
KRITERIA DAMPAK ?
KERUGIANMATERIAL & NON‐MATERIAL
10/3/2013
4
Metoda prediksi dampak:
Metoda formal,terdiri atas:– Model prakiraan cepat,– Model matematika,– Model fisis,– Model eksperimental.
Metoda informal,dapat dilakukan secara:– Intuitif,– Pengalaman,– Analogi.
Metoda Formal:
Metoda formal yang digunakan dalam prakiraandampak merupakan pendekatan dengan model danperhitungan matematik.
Hubungan sebab akibat yang merepresentasikandampak rencana kegiatan terhadap komponen/sub-komponen/parameter lingkungan akan dirumuskansecara kuantitatif dalam bentuk rasio-rasio kuantitatifdan model-model matematik.
Pabrik Plastik PT. Innan, Semarang Pabrik Gula Rendeng, Kudus
Model Pendugaan Emisi Dan Penyebaran Polutan Di Atmosfir
• Box Model
• Rollback Model
• Gaussian Model
Box Model
Emission rateHeight, h
Length of box, w
Wind speed, U
Static layer of air
Gambar Udara yang Terencerkan dari Box Model yang Sederhana
10/3/2013
5
Asumsi : Model paling sederhana, keadaan selalu tetap : emisi,
kecepatan angin dan karakteristik udara Pelepasan polutan tercampur sempurna Polutan udara secara kimia stabil Laju emisi polutannya konstan, P (massa/waktu) Memasuki suatu volume udara ambien yang bergerak
pada satu arah yang tetap, U Udara yang bergerak dibatasi dari atas oleh lapisan udara
yang stabil pada ketinggian, h Udara yang bergerak juga dibatasi oleh arah tegak lurus
terhadap kecepatan angin Model ini menggambarkan suatu lembah di manan udara
melewati suatu daerah (zona) dengan lebar, w, yang terbentuk dari dua baris bukit.
• Konsentrasi Polutan yang dilepaskan ke udara ambien :
C = P/(U h w)– C = konsentrasi polutan j, ppm
– U = kecepatan angin, dianggap konstan, m/jam
– P = laju emisi polutan j, µg/detik
– h = tinggi kolom udara, m
– w = lebar kolom udara, m
• Jika kecepatan angin sangat rendah (mendekati nol)
C= [P . t / (x w h)]– x = panjang kolom udara, m
– t = waktu emisi, detik
Rollback Model
b : background levelMass of emissions per unit time, P
kP + b
Hubungan Linier Antara Emisi dan Konsentrasi pada Rollback Model
Pendekatan sederhana untuk menduga emisi yang mempengaruhi kualitas udara ambien
Asumsi :
Jumlah total polutan yang dilepas di suatu daerah pada suatu waktu tertentu (p) mempunyai hubungan linier dengan konsentrasi pada titik tertentu
c = kp + b
c : konsentrasi polutan, µg/m3
b : background concentration (emisi = 0), µg/m3
k = konstanta empirik
Nilai k :
k = (c – b)/pC : konsentrasi partikulat dekat stasiun pengukuran, µg/m3
Gaussian Model• Model penyebaran yang paling banyak digunakan• Dapat menentukan konsentrasi di beberapa titik
ruang• Asumsi :
– Laju emisi polutan konstant– Kecepatan dan arah angin rerata konstant– Sifat kimia senyawa stabil dan tidak berubah di udara– Daerah sekitar sumber pencemar adalah datar dan
terbuka• Diturunkan dari Hukum Kekekalan Massa dalam
bentuk persamaan differensial + adveksi dan difusi
• Konsentrasi polutan searah angin (downwind)• Sistem koordinat 3 dimensi
Gaussian Model
Rumus umum untuk 3 dimensi
Konsentrasi di permukaan tanah (z=0)
10/3/2013
6
Sumber: Schnoor (1996)
BESI TERSERAP BESI TERLARUT
DESORPSI
ADSORPSI
DEPOSISI RESUSPENSI
AIR
LAPISAN AKTIF SEDIMEN
INPUT
i‐1 i I+1
DISSOLVED INFLOW
SUSPENDED LOAD DISSOLVED OUTFLOW
SUSPENDED LOAD OUTFLOW
BESI TERSERAP BESI TERLARUT
DIFUSI
DESORPSI
ADSORPSI
Sumber: Schnoor (1996)
Persamaan Umum Transport Polutan
Kecepatan perubahan konsentrasi Cw (konsentrasi polutan rata‐rata kedalaman)
Suku advektif, dengan u dan v komponen kecepatan arah x dan y
Difusi TurbulenDengan t = eddy diffusity dalam arah horizontal.
Suku source/sink konstituendimana λ1 = koefisien penguraian, λ2 = koefisien laju kehilangan akibat sedimentasi dan penyerapan, Cwc= laju penambahan polutan akibat resuspensi, Cwrs=kontribusi dari source/sink input
Persamaan Angkutan Polutan EFDC
dimana:C adalah massa dari kontaminan yang terlarut per total volume unit. cS adalah massa dari kontaminan yang terserap pada tiap kelas sedimen i, cD adalah massa dari kontaminan yang terserap pada material j per unit massa dari material terlarut. adalah porositas.S dan D adalah Konsentrasi sedimen dan material terlarut
10/3/2013
7
Sta. 6+300
Baku Mutu FeD
Contoh Aplikasi GIS
• Pengukuran infiltrasi dalam studi ini menggunakan model KINEROS, yang berorientasi pada kejadian atau peristiwa, model ini dipakai untuk menjelaskan proses intersepsi, infiltrasi, limpasanpermukaan dan erosi untuk DPS dengan skala kecil (≤100 km2), keluaran atau hasil dari model KINEROS ini adalah tampilan berupa peta zoning dari parameter yang dikehendaki yaitu infiltrasi, limpasan permukaan, sedimentasi dan debit aliran puncak
Contoh Aplikasi GIS
• Software AVSWAT 2000 adalah program yang berbasis SIG yang bekerja sebagai ekstensi (Graphical User Interface) dalam Software Arc View. Program AVSWAT 2000 dirancang khusus dan dapat digunakan untuk menyelesaikan masalah‐masalah yang ada di dalam suatu DAS. Salah satu di antaranya adalah memprediksi kandungan nutrisi dari lahan dan badan sungai di suatu DAS
TEKNOLOGI BERSIH
UNEP : Strategi pengelolaan lingkungan yangbersifat preventif dan terpadu yang diterapkansecara terus menerus pada proses produksi,produk dan jasa sehingga meningkatkan ekoefisiensi dan mengurangi terjadinya resikoterhadap manusia dan lingkungan
Mencakup upaya peningkatan efesiensi dan efektifitasdalam pemakaian bahan baku, energi dan sumber dayalainnya sehingga mengurangi penggunaan bahanberbahaya dan beracun sehingga mengurangi jumlahdan toksisitas seluruh limbah dan emisi yangdikeluarkan sebelum meninggalkan proses
Pengertian Teknologi Bersih
Teknologi Produksi
Daur Ulang
Penggunaan Kembali
•Pengembalian ke proses asal•Penggantian bahan baku untuk proses lain
PengendalianSumber Pencemar
Pengambilan Kembali
•Proses untuk mendapatkan kembalibahan asal•Proses untuk memperoleh produksampel proses lain
Penggunaan Kembali
•Penggantian produk•Penghematan produk•Perubahan komposisi produk
PengendalianSumber Pencemar
Perubahan Material Input
•Pemurnian material•Penggantian material
Perubahan Teknologi
•Pengubahan proses•Pengubahan tata letak, peralatanatau perpipaan•Automasi peralatan•Pengubahan tatanan dan ketentuanoperasi
Tata Cara Operasi
•Tindakan prosedural•Pencegahan kehilangan•Sistem manajemen•Pemisahan aliran limbah•Peningkatan penanganan material•Penjadwalan produksi
10/3/2013
8
Program 6R
1. Refine, memurnikan atau menghilangkan kontaminan dari bahan baku atau bahan pembantu
2. Reduce, mengurangi kebutuhan bahan baku secara stokiometri proses sehingga mengurangi limbah
3. Reuse, pemakaian kembali bahan baku/pembantu proses untuk proses yang serupa
4. Recycle, pemakaian kambali bahan baku/pembantu dan hasil samping proses untuk proses yang berbeda
5. Recovery, pengambilan kembali meterial yg masih memiliki nilai tambah
6. Retrive to Energi, merubah material sisa proses menjadi sumber energi
Manfaat : penghematan biaya dan meningkatkan daya saingproduk di pasar ekspor
CONTOH PROSES PRODUKSI BERSIH LAPIS LISTRIKDALAM INDUSTRI LAPIS LISTRIK TIDAK DAPAT DIHINDARI ADANYA BUANGAN
MENGAPA BUANGAN HRS DIKURANGI DAN DIOLAH? Pengontrolan terhadap saluran pembuangan akhir
sangat sulit dilakukan Limbah dapat menyebabkan hujan asam dan penipisan
lapisan ozon Dari sudut ekonomi
Mengurangi biaya pengolahan buangan Memperbaiki pengoperasian pabrik Mengurangi risiko pertanggungjwban Menaikkan daya saing
Memenuhi aturan yang makin ketat Memberi kesan baik pada masyarakat sekitar pabrik
tentang pelestarian lingkungan.
MINIMASI LIMBAH INDUSTRI LAPIS LISTRIK
PENGURANGAN PADA SUMBER
PEMANFAATAN ULANG
PENGOLAHAN LIMBAH
PEMBUANGAN
1.PENGURANGAN PADA SUMBER Pada larutan elektrolit
Larutan elektrolit mengandung logam2 berat dengan konsentrasi tinggi, seperti: sianida dan senyawa racun lainnya
Larutan jarang dibuang dan dipakai kembali pada proses lain Kualitas larutan elektrolit:perlu penggantian unsur2 kimia dan
berkurang secara periodik Pembersihan pada pengotor yang masuk
Air pembilas Pengaturan tangki2 pembilasan Pengaturan selang waktu selama setelah benda kerja dibilas Pengaturan volume air pembilas Konsentrasi larutan yang menempel pada benda kerja Temperatur air pembilas Bentuk benda kerja Posisi benda kerja pada rak Waktu penirisan antara bak pelapis dengan bak pembilas
Tujuan minimasi air pembilasan: mengurangi volume Artinya: mengurangi jumlah limbah cair yang beracun
2. PEMANFAATAN ULANG Air pembilas dapat didaur ulang dengan 2 cara yaitu: Sistem rangkaian tertutup: Cara ini mengurangi penggunaan air dan vol air buangan
(Gambar 1)
Sistem rangkaian terbuka: Air keluaran yang telah diolah, dikembalikan ke sistem
pembilasan kemudian ditambahkan air agar pembilasan lebih baik (Gambar 2)
contoh daur ulang: air pembilas pada proses pembersihan asam dipakai kembali sebagai proses pembersihan lemak
menghemat air + 50-67% dari pembilasan biasa (Gambar 3)
3. PENGOLAHAN LIMBAH
Limbah dari industri lapis listrik ada 2:Limbah padat dan limbah cair
1. LIMBAH PADAT:Limbah padat dari pengerjaan awal: gerinda, debu logam dan debu abrasiv, baju kerja bekas dan kemasan bekas unsur kimia
Dampak limbah padat: penyakit silikosis pada paru-paru Penanggulangan:
Pekerja pakai masker penutup hidung dan kaca mata pelindung Pasang alat penangkap/penghisap debu (dust collector) di depan
alat pemoles dan gerinda Ada sirkulasi udara dan ruang kerja beratap tinggi
10/3/2013
9
2. LIMBAH CAIR: Mengandung zat-zat kimia berbahaya seperti: Senyawa
krom, nikel, tembaga, sulfat, klorida, sianida serta zat-zat organik seperti lemak dan minyak
1. PENGOLAHAN SENYAWA CHROM Pengolahan krom valensi 6 ada 3 cara:
Cara reduksi cr6+ menjadi cr3+ (paling banyak dipakai) Cara pengikatan ion cr6+ dalam resin penukar anion Cara pengentalan (penguapan) ion cr6+ dan cr3+
Pengolahan krom valensi 3 Proses pengendapan dengan kapur atau soda kostik pada cr6+ Cara resin penukar kation (ion exchange) atau cr3+ diikat dalam
resin
2. PENGOLAHAN PELAPISAN LOGAM-LOGAM BERAT Dengan cara pengendapan, di mana senyawa logam dirubah
menjadi hidroksida logam yang tidak mudah larut dengan cara penambahan zat pengendap seperti: kapur atau sodium hidroksida
3. PENGOLAHAN SENYAWA TEMBAGA Pengendapan sebagai hidroksida atau sulfida dengan kapur
dan mengatur Ph Pengikatan ion Cu dgn resin penukar kation Dengan penguapan dan elektrolisa (utk Cu kadar tinggi)
4. PENGOLAHAN SENYAWA NIKEL1. Pengendapan sebagai hidroksida dengan kapur
atau soda kostik atau dengan ferrosulfat
2. Cara resin penukar kation
3. Cara penguapan dan osmosis balik
5. PENGOLAHAN SENYAWA SENG Pengendapan hidroksida dengan kapur/soda kostik
Cara resin penukar kation
Cara penguapan
5. PEMBUANGAN
Lahan bekas industri lapis listrik mempunyai tingkat pencemaran tinggi, tergantung pada:
1. Penggunaan unsur kimia2. Jumlah ceceran yang jatuh
Apabila lahan akan dipergunakan untuk keperluan lain, perlu dilakukan proses pengolahan khusus
TEKNOLOGI PENGENDALIAN PENCEMARAN
LimbahLimbah adalah buangan yang kehadirannyapada suatu saat dan tempat tertentu tidakdikehendaki lingkungannya karena tidakmempunyai nilai ekonomi.Limbah yang mengandung bahan polutanyang memiliki sifat racun dan berbahayadikenal dengan limbah B3, yang dinyatakansebagai bahan yang dalam jumlah relatifsedikit tetapi berpotensi untuk merusaklingkungan hidup dan sumberdaya(Ginting, 2007).
10/3/2013
10
Pengelolaan Limbah/waste management
Waste management is the collection, transport, processing or disposal, managing and monitoring of waste materials. The term usually relates to materials produced by human activity, and the process is generally undertaken to reduce their effect on health, the environment or aesthetics.
Source: wikipedia
Waste management is a distinct practice from resource recovery which focuses on delaying the rate of consumption of natural resources. The management of wastes treats all materials as a single class, whether solid, liquid, gaseous or radioactive substances, and tried to reduce the harmful environmental impacts of each through different methods
Source: wikipedia
Pengelolaan Limbah/waste management
Pendapat Anda? Pendapat Anda?
Pengendalian Pencemaran
Pengendalian kegiatan yang mengancam lingkungan ini
terdiri atas kegiatan pengendalian pemanfaatan sumber
dan pencemaran berupa pengendalian pencemaran
lingkungan, penyusutan pencemaran [pollution mitigation]
atau penanggulangan pencemaran [pollution abatement].
Pengendalian pencemaran adalah melindungi
lingkungan penerima beban dari kegiatan manusia
dengan cara penurunan volum limbah dan penurunan
konsentrasi zat pencemar baik limbah fasa gas atau
limbah fasa cair.
Peraturan Pemerintah No: 41 Tahun 1999 tentang Pengendalian Pencemaran Udara
Ketentuan Umum:1. Pencemaran udara masuknya atau dimasukkannya zat, energi, dan/atau
komponen lain ke dalam udara ambien oleh kegiatan manusia, sehingga mutu udara ambien turun sampai ke tingkat tertentu yang menyebabkan udara ambien tidak dapat memenuhi fungsinya.
2. Pengendalian pencemaran udara adalah upaya pencegahan dan/atau penanggulangan pencemaran udara serta pemulihan mutu udara.
3. Udara ambien adalah udara bebas dipermukaan bumi pada lapisan troposfir yang berada didalam wilayah yurisdiksi Republik Indonesia yang dibutuhkan dan mempengaruhi kesehatan manusia, makhluk hidup dan unsur lingkungan hidup lainnya.
10/3/2013
11
lanjutan
4. Perlindungan mutu udara ambien adalah upaya yang dilakukan agar udara ambien dapat memenuhi fungsi sebagaimana mestinya.
5. Baku mutu emisi sumber tidak bergerak adalah kadar maksimum dan/atau beban emisi maksimum yang diperbolehkan masuk atau dimasukkan kedalam udara ambien.
6. Emisi adalah zat, energi dan/atau komponen lain yang dihasilkan dari suatu kegiatan yang masuk dan/atau dimasukkannya kedalam udara ambien yang mempunyai dan/atau tidak mempunyai potensi sebagai unsur pencemar.
7. Sumber emisi adalah setiap usaha dan/atau kegiatan yang
mengeluarkan emisi dari sumber bergerak, sumber bergerak spesifik, sumber tidak bergerak maupun sumber tidak bergerak spesifik.
lanjutan
8. Pengendalian pencemaran udara meliputi pencegahan dan penanggulangan pencemaran, serta pemulihan mutu udara dengan melakukan inventarisasi mutu udara ambien, pencegahan sumber pencemar, baik dari sumber bergerak maupun sumber tidak bergerak termasuk sumber gangguan serta penanggulangan keadaan darurat. pasal 16
Mekanisme pengendalian : - Partikulat : secara fisik (penyaringan, perbedaan
medan magnet, penangkapan, dll) - Gas : secara kimiawi (pelarutan, penyerapan, dll)
Faktor pertimbangan pemilihan •Jenis proses produksi yang akan dikendalikan •Beban dan konsentrasi outlet yang diperlukan•Kelembaban dan temperatur inlet•Jenis partikulat yang akan dikumpulkan •Konsentrasi debu pada inlet•Volume inlet
Peralatan Pengendalian Pencemaran Udara (mengurangi emisi dari partikulat dan gas)
•ELECTROSTATIC PRECIPITATOR (EP)
•SEPARATOR (SIKLON)
•WET SCRUBBER
•FABRIC FILTER (BAGHOUSES)
Jenis Peralatan PPU
Bekerja berdasarkan medan listrik yang terjadi sebagai akibat dari perbedaan muatan listrik.
Electrostatic Precipitator (EP)
Keuntungan :• Memiliki penurunan tekanan yang
konstan dan kinerja bervariasi. • Menghasilkan efisiensi yang sangat
tinggi, walaupun untuk partikulat yang sangat kecil.
• Tahan terhadap kehilangan tekanan.• Dapat beradaptasi untuk suatu
kondisi yang ekstrim seperti temperatur yang berfluktuasi secara ekstrim.
• Perawatan relatif mudah.
Kerugian : • Biaya kapital tinggi.• Tdk dpt menangani
polusi gas.• Perlu tempat yang
luas dalam instalasi.
Electrostatic Precipirator
10/3/2013
12
APLIKASI EP
Boiler batu bara Peleburan logam Industri semen Boiler biomas (ampas tebu, cangkang sawit,
dsb) Incenerator Boiler bahan bakar residu
Keuntungan : • harganya cukup murah, • tidak banyak bagian-bagian yang berputar, dan • dapat digunakan dalam segala kondisi suhu operasi. Kerugian :• Hanya untuk ukuran partikel tertentu (relatip besar);• Baku mutu konsentrasi partikulat yang telah ditetapkan oleh Pemerintah tidak dapat dipenuhi hanya dgn menggunakan siklon karena effisiensi 65 % untuk diameter partikel 40 micron Cyclone Spray Chamber
Siklon
Bekerja berdasarkan gaya centrifugal dimana udara yang masuk secara tangensial
Siklon Cyclone spray chamber
• Scrubber dianggap sebagai alat penangkap partikulat dengan sistim basah.
• Alat ini mengumpulkan partikulat melalui kontak langsung dengan cairan (air).
• Banyak sekali desain scrubber yang ada di pasaran, jenisnya kebanyakan diklasifikasikan berdasarkan cairan yang digunakan untuk memisahkan partikulat dengan udaranya.
Scrubber Partikulat
10/3/2013
13
Fabric filter berdasarkan teknik pembersihaannya dapat dibagi menjadi tiga tipe, yaitu :
•reverse-air, •shaker dan •pulse-jet.
Fabric Filter
Keuntungan :• Efisiensinya cukup tinggi untuk partikulat yang kecil.• Dapat dioperasikan pd kondisi partikulat berbeda-beda.• Dapat dioperasikan dlm volume alir yang berbeda-beda.• Kehilangan tekanan relatip rendah.
Kerugiannya:• Memerlukan lantai yang luas.• Material fabrics dapat rusak bila beroperasi pada suhu
yang tinggi, dan juga korosi.• Tidak dapat beroperasi pada keadaan basah (moist).• Kadang-kadang dapat terbakar atau meledak.
Shaker baghouse
Pulse jet baghouse
PENGENDALIAN PENCEMARAN
Limbah Padat
10/3/2013
14
PENGOLAHAN SAMPAH
FisikaPembakaran insinerator
KimiaDesinfeksi
BiologiKomposting aerob
Anaerobic digester
Landfill
COMPOSTING
Aerobik
Perbandingan C:N 25:1 – 35:1
Sampah organik basah tinggi N
Sampah organik kering tinggi C
Terkadang diperlukan:Campuran kompos sebagai bibit m.o
Tambahan gula, sisa buah-buahan sebagai sumber gula sederhana untuk mempercepat pertumbuhan m.o.
Kelembaban dipertahankan 55 – 70%
TEMPAT PEMBUANGAN AKHIR (TPA)
LAHAN URUG SANITER (LUS)Sanitary Landfill
Tidak terjadi pencemaran air
Tidak terjadi perkembangan vektor penyakit
Polusi udara
Pencemaran estetika
Gangguan-gangguan lingkungan
Sampah tertutup tanah setiap akhir hari kerja
Terhindar dari limpasan air hujan
TEMPAT PEMBUANGAN AKHIR (TPA)
CONTROLED LANDFILL (LUT)Dilakukan ± 30 tahun proses dekomposisi
selesai (produksi gas berhenti)
Pengurugan dilakukan 1 minggu sekali / tidak setiap hari
10/3/2013
15
INCINERATION
Infectious, un recover/un recyclable general waste Operational Parameters:
Burning rate (pound/hour), heating value (Btu/pound), heat release value (Btu/cubic feet per hour)
Alternatives: Controlled-air incinerators Rotary-kiln incinerators
Air Pollution ControlsWet Scrubbers: impaction of particles with countercurrent flow
reactor Dry Scrubbers: Reacting particles and gases in spray-dryer
section, collection of particles in a baghouse collectoR
PENGENDALIAN PENCEMAR
LIMBAH
BAHAN BERBAHAYA DAN BERACUN (B3)
DEFINISI
Bahan Berbahaya dan Beracun (B3) adalah:
• Bahan yang karena sifat dan atau konsentrasinyadan atau jumlahnya, baik secara langsungmaupun tidak langsung, dapat mencemarkan danatau merusak lingkungan hidup, dan atau dapatmembahayakan lingkungan hidup, kesehatan, kelangsungan hidup manusia serta makhlukhidup lainnya
(PP No. 74 tahun 2001 tentang pengelolaan B3)
KLASIFIKASI
B3 dapat diklasifikasikan : (PP no. 74 tahun 2001)
1. mudah meledak (explosive);
2. pengoksidasi (oxidizing);
3. sangat mudah sekali menyala (extremely flammable);
4. sangat mudah menyala (highly flammable);
5. mudah menyala (flammable);
6. amat sangat beracun (extremely toxic);
7. sangat beracun (highly toxic);
8. beracun (moderately toxic);
9. berbahaya (harmful);
10/3/2013
16
KLASIFIKASI
10.korosif (corrosive);
11.bersifat iritasi (irritant);
12.berbahaya bagi lingkungan (dangerous to the environment);
13.karsinogenik (carcinogenic);
14.teratogenik (teratogenic);
15.mutagenik (mutagenic).
PENGELOLAAN LIMBAH B3
Pengelolaan Limbah B3• from cradel to grave (mulai dari penghasil sampai pada penimbunan)
• Pengelolaan limbah B3 meliputi penghasil, penyimpanan, pengumpulan, pengangkutan, pemanfaatan, pengolahan dan penimbunan/pembuangan akhir
• Tujuan pengelolaan limbah B3:Melindungi kesehatan masyarakat dan mencegah pencemaran lingkungan
PENGELOLAAN LIMBAH B3
PENGHASIL
PENGUMPUL
PEMANFAATAN PENGOLAHAN PENIMBUNAN
PENYIMPANAN
PENGANGKUTAN
PENGUMPUL
PEMANFAAT(WASTE EXCHANGE) PENIMBUN
PENGOLAH(treatment & disposal))
PENGHASIL
TPS*)
TPS
TPS
Abu incenerator,Sisa/hasil reaksi kimia, dll
Limbah yang tidakhabis bereaksi, dll
*) Tempat Penyimpanan Sementara
from cradel to grave
PENGELOLAAN LIMBAH B3
On‐site treatment
• Penanganan atau pengolahan limbah B‐3 dilaksanakan di dalam unit kegiatan industri.
• Teknologi pengolahan setempat (on‐site) dilaksanakan dengan menggunakan salah satu atau beberapa jenis teknologi berikut:– chemical conditioning
– Incineration (metode thermal)
– solidification (stabilisasi), dll
PENGELOLAAN LIMBAH B3
Off‐site treatment
• Penanganan atau pengolahan limbah padat atau lumpur B‐3 dilaksanakan oleh pihak ketiga di pusat pengolahan limbah industri.
• Pengolahan oleh pihak ketiga (off‐site) dilaksanakan dengan menggunakan sekaligus beberapa teknologi‐teknologi seperti pada on‐site treatment.
10/3/2013
17
PENGELOLAAN LIMBAH B3
Penyimpanan limbah B3• Penyimpanan bersifat sementara• Lokasi
– bebas banjir.– tdk rawan bencana, – diluar kawasan lindung
• Kemasan– Bentuk dan bahan wadah disesuaikan dengan karakteristik limbah
– Simbol & label (PerMenLH No. 3 tahun 2008)
PENGELOLAAN LIMBAH B3
PENGELOLAAN LIMBAH B3 PENGELOLAAN LIMBAH B3
PENGELOLAAN LIMBAH B3
Pengolahan limbah B3• adalah proses untuk mengubah karakeristik dan komposisi
limbah B3 untuk menghilangkan dan/atau mengurangi sifat bahaya dan/atau sifat racun
• Dilakukan dengan perlakuan kimia, fisika, biologi atau pembakaran.
• Bergantung karakterisasi limbah dan kemampuan limbah B3 untuk diolah.
• Tujuan pengolahan limbah B3:– Mengurangi atau menghilangkan efek racun (detoksifikasi)– Merubah bahan berbahaya menjadi bahan yang ramah
lingkungan– Mempersiapkan tahapan pengolahan berikutnya.
PENGELOLAAN LIMBAH B3
10/3/2013
18
PENGOLAHAN FISIKA‐KIMIA
Reduksi kimia. • Pada reduksi kimia ini tahap oksidasi dari kontaminan beracun diubah untuk menurunkan sifat racun kontaminan beracun diubah untuk menurunkan sifat racun limbah atau memperbaiki karakteristik limbah untuk diolah.
• Contoh: Chrom hexavalent dari electroplating direaksikan dengan natrium bisulfit menghasilkan chrom trivalent tidak beracun, selanjutnya dialihkan ke tangki pengendapan sebagai sludge hidroksida
PENGOLAHAN FISIKA‐KIMIA
Oksidasi kimiawi.
• Pada proses ini, tahap oksidasi kontaminan limbah diubah untuk mengurangi sifat racunnya secara keseluruhan.
• Contoh : Cianida dioksidasikan dengan sodium hipochlorid menghasilkan karbon dioksida dan nitrogen sebagai hasil samping yang kemudian dilepaskan ke atmosfir
PENGOLAHAN FISIKA‐KIMIA
Netralisasi dan pengendapan.
• Netralisasi adalah, pH larutan limbah B3 dinetralkan menggunakan basa, zat‐zat yang terlarut diendapkan/ dikeluarkan dari larutan sebagai hidroksida.
• Proses ini digunakan untuk melepaskan logam berat dari air limbah
PENGOLAHAN FISIKA‐KIMIA
Pemisahan berdasarkan gaya berat.
• Pada proses ini gaya berat digunakan untuk memisahkan padatan tersuspensi dari larutan/cairan.
• Zat padat akan mengendap di dasar tangki pengendapan (sedimentasi) di tempat pengumpulannya.
STABILISASI/SOLIDIFIKASI
Stabilisasi/Solidifikasi• Limbah B3 yang berbentuk lumpur, sebelum "dikubur", dipadatkan terlebih dahulu dengan cara : – Mencampur limbah B3 dengan bahan semen sehingga terjadi pengerasan. Proses ini disebut juga dengan istilah sementara.
– Mencampur limbah B3 dengan aspal, sehingga terjadi pemadatan.
• Limbah yang dipadatkan ini kemudian dibuang ke TPA "khusus"
STABILISASI/SOLIDIFIKASI
Stabilisasi/Solidifikasi• Stabilisasi adalah pencampuran limbah dengan aditif untuk menurunkan laju migrasi pencemar dan mengurangi toksisitas.
• Solidifikasi adalah pemadatan B‐3 dengan penambahan aditif.
• Kedua proses ini saling terkait, sehingga istilah ‘stabilisasi dan solidifikasi’ sering dianggap mempunyai arti yang sama.
• Pada ‘stabilisasi dan solidifikasi’, interaksi limbah dan aditif terjadi secara fisika atau kimia.
10/3/2013
19
STABILISASI/SOLIDIFIKASI
• Interaksi kimia lebih diinginkan karena bahan pencemar yang terikat bersifat lebih stabil.
• Keluaran proses ini adalah limbah yang bersifat lebih stabil atau padat, sehingga memenuhi syarat untuk dibuang ke land fill, sesuai dengan aturan yang berlaku.
STABILISASI/SOLIDIFIKASI
Teknis Pelaksanaan :
• Macroencapsulation
limbah B‐3 dibungkus dalam matriks struktur yang lebih besar.
• Microencapsulation
seperti pada macroencapsulation tetapi B‐3 terbungkus secara fisik dalam struktur kristal tingkat mikroskopik.
STABILISASI/SOLIDIFIKASI
• PrecipitationLogam berat yang terlarut dalam limbah dapat dipisahkan dengan cara mengubah sifatnya sehingga kelarutannya menjadi lebih kecil, proses ini yang dikenal dengan presipitasi.
• Adsorpsi yaitu proses di mana bahan pencemar diikat secara elektrokimia pada bahan pemadat melalui mekanisme adsorpsi.
• Absorpsi adalah solidifikasi bahan pencemar dengan menyerapnya ke bahan padat.
• Detoxification yaitu proses yang mengubah suatu senyawa beracun menjadi senyawa lain yang tingkat racunnya lebih rendah atau hilang sama sekali.
PEMBAKARAN (INSENERASI)
Pembakaran (Insenerasi)
• Limbah B3 kebanyakan terdiri dari carbon, hidrogen dan oksigen dapat juga mengandung halogen, sulfur, nitrogen dan logam berat.
• Bila molekul limbah dapat dihancurkan dan diubah menjadi karbon dioksida (CO2), air dan senyawa anorganik, tingkat senyawa organik akan berkurang.
• Insinerasi mengurangi volume dan massa limbah hingga sekitar 90% (volume) dan 75% (berat).
PEMBAKARAN (INSENERASI)
Pengolahan Limbah B3 dengan menggunakan incenerator
10/3/2013
20
PEMBAKARAN (INSENERASI)
Kelebihan • menghancurkan berbagai senyawa organik dengan sempurna
• memerlukan lahan yang relatif kecil
Kekurangan• operator harus yang sudah terlatih. • biaya investasi lebih tinggi • potensi emisi pencemar udara ke atmosfir lebih besar bila perencanaan tidak sesuai dengan kebutuhan operasional.
PENIMBUNAN LIMBAH B3
• Dari pertimbangan di atas ada tiga kategori lahan urug yaitu :
– Kategori I (secured landfill double liner)
– Kategori II (secured landfill single liner)
– Kategori III (landfill clay liner)
Aliran air yang meresap ke tanah
Kategori dan Sistem Landfill Limbah B3
Gambar 1. Aplikasi Landfill Kategori I
Gambar 2. Aplikasi Landfill Kategori II
Gambar 3. Aplikasi Landfill Kategori III
Gb 1. Penampang Tegak Landfill Kategori I
Gb 2. Penampang Tegak Landfill Kategori II
Gb 3. Penampang Tegak Landfill Kategori III
TEMPAT PENIMBUNAN (LANDFILL KAT I)
PENIMBUNAN LIMBAH B3
Rancang Bangun Lahan Urug B3
Bagian dasar
• Terdiri atas tanah setempat, lapisan dasar, sistem deteksi kebocoran, lapisan tanah penghalang, sistem pengumpulan dan pemindahan lindi, dan lapisan pelindung.
• Bagian dasar lahan urug harus mampu menahan resapan air dari luar serta menahan ekspansi limbah B3 ke lingkungan sekitar dan mengakomodasi lindi yang timbul. Lindi kemudian dikumpulkan untuk diolah lebih lanjut di lokasi pengolahan limbah cair.
Bagian penutup
• Terdiri dari tanah penutup perantara, tanah tudung penghalang, tudung geomembran, pelapis tudung drainase, pelapis tanah untuk tumbuhan dan vegetasi penutup.
• Bagian penutup berfungsi meminimumkan infiltrasi air permukaan, mencegah kontaminasi aliran air dan terutama untuk menjamin keamanan lingkungan akibat limbah B3 selama periode sesudah ditutup.
10/3/2013
21
Sumur Injeksi• Sumur injeksi atau sumur dalam (deep well injection) digunakan di
Amerika Serikat sebagai salah satu tempat pembuangan limbah B3 (hazardous wastes).
• Pembuangan ke sumur injeksi dilakukan dengan memompakan limbah cair ke dalam sumur.
• Pembuangan limbah ke sumur dalam (deep well injection) merupakan suatu usaha membuang limbah B3, ke dalam formasi geologi yang berada jauh di bawah permukaan bumi, dan memiliki kemampuan mengikat limbah, seperti halnya kemampuan formasi tersebut menyimpan cadangan minyak dan gas bumi.
• Hal penting untuk diperhatikan adalah struktur dan kestabilan geologi serta hidrogeologi wilayah setempat.
Pembuangan ke sumur dalam dapat dibagi menjadi 5 kelas, yaitu:
• Kelas I untuk membuang limbah B3, non B3, juga limbah rumah tangga (municipal waste) ke lapisan yang berada di bawah lapisan sumber air yang paling bawah (underground source of drinking water).
• Kelas II membuang air yang dikeluarkan dari dalam bumi pada produksi minyak dan gas bumi, yang dapat pula tercampur dengan limbah bukan B3.
• Kelas III untuk menginjeksikan fluida untuk ekstraksi mineral.
• Kelas IV
untuk pembuangan limbah yang mengandung radioaktif, (sumur jenis ini tidak lagi digunakan).
• Kelas V
yang tidak termasuk kelas‐kelas di atas, biasanya untuk pembuangan limbah bukan B3 ke dalam atau ke bagian atas lapisan sumber air.
PENGENDALIAN PENCEMARANLIMBAH CAIR
10/3/2013
22
PRELIMINARY TREATMENT
GRIT CHAMBER
Pengertian dan Fungsi :
Grit :Fraksi organik berat dari bahan padat air limbah dengan kepadatan relatif kira-kira 2,5 sehingga punya kecepatan mengendap yang jauh lebih besar daripada bahan padat air limbah organik (kira-kira 30 mm/det) dibandingkan dengan kecepatan mengendap bahan padat air limbah organik yaitu sebesar 3 mm/det
Grit Chamber :unit bangunan untuk menghilangkan grit dan removal gritini bertujuan untuk :
Melindungi atau mencegah terjadinya gesekan pada peralatan mekanik dan pompa akibat adanya pemakaian yang tidak perlu dan akibat adanya abrasi
Mencegah terjadinya penyumbatan pada pipa akibat adanya endapan kasar di dalam saluran
Mencegah timbulnya efek penyemenan di dasar sludge digester dan primary sedimentation tank
Menurunkan akumulasi material inert di dalam kolam aerasi dan sludge digester yang akan mengurangi volume yang dapat digunakan.
Secara umum ada 3 jenis tipe grit chamber, yaitu: 1. Horizontal flow grit chamber2. Aerated grit chamber 3. Vortex Grit Chamber
10/3/2013
23
HORIZONTAL FLOW GRIT CHAMBER
• Arah alirannya horisontal
• V selalu konstan untuk tiap level debit
• Regulator debit : Proportional WeirParshal flumeparabola flume
Merupakan unit pengolahan pendahuluan ( fisik ) dalam WWTP
BENTUK : batang pararelrods ( balok )wires ( kawat )grating (kisi jeruji )
LETAK :sebelum unit pompa & grit chamber
FUNGSI :menyisihkan material berukuran besar yang masuk ke dalam WWTP yang dapat merusak unit-unit operasi, mengurangi efisiensi kinerja WWTP & mencemari badan air
SCREEN
BAR SCREEN
BAR SCREEN
SARINGAN KASAR(COARSE SCREEN)
SARINGAN HALUS( FINE SCREEN )
BAR SCREEN
SARINGAN KASAR( COARSE SCREEN )
BAR RACKS :
tersusun atas batang/
tongkat pararel
spasi antar batang > 15 mm
COARSE WOVEN WIRE MEDIA :
u / menyaring partikel kecil
media screen terletak vertikal,
screenings disisihkan ke bak
penampung
spasi antar screen : 3-20 mm
COMMINUTOR
(alat pemarut partikel yg
masuk ke kisi2 stasioner)
BAR SCREEN
SARINGAN HALUS( FINE SCREEN )
Lebar bukaan : 2,3 – 6,6 mm
efisiensi removal SS & BOD :
20 – 35%
Bar Racks
10/3/2013
24
BAR RACKS TIPE MECHANICAL CLEANING SEDIMENTASI I• TUJUAN :
• EFISIENSI REMOVAL :
50% - 70% untuk TSS & 30% - 40% untuk BOD5
• Padatan terendap dikumpulkan o/scrapper mekanis hopper sistem pengolahan lumpur
Meremoval partikel yang mudah mengendap dan benda yang terapung serta mengurangi kandungan suspended solid (Eddy& Metcalf, 2003)
PEMBAGIAN ZONA SEDIMENTASI I
Zona sedimentasi I dibagi atas :a. ZONA INLET tempat memperhalus transisi aliran dari
aliran influent ke aliran steady uniform di zonapengendapan
b. ZONA OUTLET tempat memperhalus transisi dari settling zone ke aliran effluent.
c. ZONA LUMPUR tempat menampung material yangdiendapkan berupa lumpur endapan
d. ZONA PENGENDAPAN tempat berlangsungnya proses pengendapan (pemisahan) partikel dari air baku, sehingga harus bebasterlepas dari 3 zona lainnya.
bd
c
a
BAK SEDIMENTASI I
SECONDARY TREATMENT
• BIOLOGICAL TREATMENT
PENGOLAHAN LIMBAH SECARA BIOLOGIS
A E R O B I C A N A E R O B I C
1. SUSPENDED GROWTHPROCESS
2. ATTACHED GROWTHPROCESS
1. UASB (UPFLOW ANAEROBIC SLUDGEBLANKET)
2. RADIAL FLOW REACTOR3. ANAEROBIC BAFFLED
REACTOR (ABR)4. ANAEROBIC FILTER
10/3/2013
25
AEROBIC
PROCESS
SUSPENDED MICROORGANISMGROWTH
1. ACTIVATED SLUDGE (CSTR)2. EXTENDED AERATION3. SEQUENCING BATCH REACTOR4. OXYDATION DITCH5. AERATED LAGOON
ATTACHED MICROORGANISMGROWTH
1. TRICKLING FILTER2. ROTATING BIOLOGICAL CONTACTOR
AEROBIC ATTACHED
ROTATING BIOLOGICAL CONTACTOR( R B C )
PENDAHULUAN
ROTATING BIOLOGICAL CONTACTOR( RBC )
SISTEM PENGOLAHAN AEROBIK DENGAN MENGGUNAKAN SERANGKAIAN BENTUK CIRCULAR ( DISK ) YAN TERBUAT DARI BAHAN PVC / POLIMER LAINNYA YANG DISUSUN SECARA PARAREL
RBC ATTACHED GROWTH ( PADA MEDIA PENYANGGA )
SUSPENDED GROWTH PADA REAKTOR
( BIOMASSA YG TERBENTUK PADA ATTACHED GROWTH JAUH LEBIH BESAR DARIPADA SUSPENDED GROWTH )
DISK MIKROPORI LAPISAN BIOSOLID DEGRADASI BIOLOGIS
FUNGSI ROTASI :
MENGATUR MEKANISME AERASI
MENGATUR INTENSITAS KONTAK ANTARA BIOMASSA DENGAN SUBSTRAT SEHINGGA KETEBALAN LAPISAN BIOFILM DAPAT TERJAGA
PROCESS SCHEME
FINAL CLARIFIER
INFLUENT
SLUDGE REMOVAL
RECHARGE
RECYCLING
PRIMARY CLARIFIER ROTORDISK MODULE
EFFLUENT
CHLORINE
10/3/2013
26
TIPE – TIPE RBC :
ALIRAN PARAREL BERSUMBU
ALIRAN TEGAK LURUS BERSUMBU
STEP FEED
TAPERED FEED
TIPE – TIPE RBC :
SOME REFERENCES
Sunter – 1.5 m3/day Kebayoran – 1.5 m3/daDenpasar – 1.5 m3/day
TRICKLING FILTER
TRICKLING FILTER( T F )
SISTEM PENGOLAHAN AEROBIK YANG MENGGUNAKAN MIKRORGANISME TERLEKAT ( ATTACHED – GROWTH PROCESS )PADA SUATU MEDIA UNTUK KEPERLUAN REMOVAL BAHAN ORGANIK DALAM AIR LIMBAH
TIPE – TIPE TF : HIGH RATE MEDIUM RATE
LOW RATE SUPER RATE / ROUGHING
SISTEM ATTACHED – GROWTH PROCESS LAINNYA: * ROTATING BIOLOGICAL CONTACTOR (RBC)* PACKED BED REACTOR ; AIR-SPARGED REACTOR ;
FLUIDIZED BED REACTOR ; TRICKLED BED REACTOR
10/3/2013
27
UNIT – UNIT PADA TRICKLING FILTER
MEDIA FILTER
DISTRIBUTOR ARM
VENTILATION RISER
UNDERDRAINS
SALURAN EFFLUEN
UNIT – UNIT PADA TRICKLING FILTER
MEDIA FILTER
UKURAN MEDIA :Ukuran diameter 25 – 10 mmKedalaman : 0,9 – 2,5 m ( tipikal = 1,8 m )
FUNGSI MEDIA : SEBAGAI TEMPAT MENEMPEL / MELEKAT / TUMBUH LAPISAN BIOFILMKRITERIA MEDIA FILTER IDEAL :
Luas permukaan / unit volume = tinggiMurahKetahanan tinggiPorositas cukup tinggi minimaliasi cloggingResirkulasi Udara ok..!
TIPIKAL MEDIA : PLASTIK ; BATU
UNIT – UNIT PADA TRICKLING FILTER
DISTRIBUTOR ARM
DESKRIPSI : JUMLAH > 2 POROS DI TENGAH – TENGAH FILTER ; BERGERAK MEMUTAR
ARAH HORIZONTAL DILENGKAPI DENGAN NOZZLE UNTUK MEMERCIKKAN AIR SECARA
MERATA KE SELURUH PERMUKAAN MEDIA FILTER
UNIT – UNIT PADA TRICKLING FILTER
VENTILATION RISER
FUNGSI:
MENJAMIN SUPLAI OKSIGEN TERCUKUPI UNTUK DAPAT MEMENUHI EFISIENSI SISTEM & MENCEGAH TERJADINYA PROSES ANAEROB AKIBAT KEKURANGAN OKSIGEN
UNIT – UNIT PADA TRICKLING FILTER
UNDERDRAINSFUNGSI :
MENANGKAP TREATED WATER DARI FILTER & PADATAN YANG TERKELUPAS DARI MEDIA FILTER UNTUK DIALIRKAN KE BAK PENGENDAP II
DESKRIPSI :
MEMPUNYAI BUKAAN DI KEDUA SISI SEHINGGA MEMUDAHKAN PENGECEKAN JIKA SEWAKTU-WAKTU TERJADI CLOGGING
MEMILIKI SLOPE MENUJU EFFLUEN YANG BERADA DI TENGAH FILTER
UNIT – UNIT PADA TRICKLING FILTER
SALURAN EFFLUEN
FUNGSI :
MENGALIRKAN AIR LIMBAH TEROLAH & PADATAN YANG TERKELUPAS DARI MEDIA FILTER, DARI UNDERDRAIN MENUJU KE BAK PENGENDAP II
KRITERIA :
KECEPATAN MINIMUM = 6 M / DETIK ( UNTUK MENGHINDARITERJADINYA CLOGGING
10/3/2013
28
AEROBIC SUSPENDED
ACTIVATED SLUDGEProses pengolahan biologis = Proses pengolahan dengan
memanfaatkan kemampuan mikroorganisme untukmenguraikan bahan – bahan organik dalam air buangan
Air buangan organik tinggi aerasi kontinyuorganic content turun membentuk gumpalan massaberflokulasi (= ACTIVATED SLUDGE) mengendap effluen = treated wastewater
AERATED LAGOON
168
OVERVIEW
AERATED LAGOONmodifikasi dari kolam stabilisasi di daerah beriklim sedang, suplaiO2 oleh algae digunakan sebagai aerasi mekanis
MEKANISMEair limbah diolah dengan aliran kontinyupengolahan lumpur dioperasikan tanpa resirkulasiturbulensi yang diciptakan dalam proses aerasi digunakan untuk
menjaga suspensi pertumbuhan mikroorganisme dalam lagoonuntuk pengendapan akhir, digunakan tangki
pengendapan atau kolam stabilisasi fakultatif
10/3/2013
29
169
OVERVIEW
KELEMAHANdistribusi O2 tidak merata, bagian atas kaya O2 , bagian dasar = tanpa O2 padatan terdekomposisi scr anaerobik & harus diremoval secara periodik
Tanpa adanya pengendapan akhir kandungan padatan pada efluen mengahmbat fungsi lagun itu sendiri
APLIKASI organic biodegradable treatment pada industri
KEUNTUNGAN •Tidak perlu lahan besar•Konstruksi sederhana•Biaya operasi berada pada rentang medium antara Activated Sludge konvensional & kolam stabilisasi
OXIDATION DITCH
Oxidation ditch = parit atau saluran berbentuk lingkaran / oval dilengkapi rotor untuk aerasi jangka panjang
Pertama kali dikembangkan di Belanda (1950)
REMOVAL ABILITY
Rasio BOD dan BOD removal = 85 % - 90%
Rasio removal SS = 80% - 90%
Rasio removal Nitrogen = 70%
Rasio sludge generated sekitar 75 % dari BOD atau SS removal
KEUNTUNGAN & KERUGIAN
KEUNTUNGAN :
• Efisiensi removal BOD / COD tinggi (90 – 95%)
• Operasional sederhana
• Effluen stabil
• Pengolahan sludge lebih sederhana karena sludge yang
dihasilkan relatif sedikit & stabil
• Maintenance sederhana
• Memungkinkan terjadinya proses Nitrifikasi & denitrifikasi
10/3/2013
30
KEUNTUNGAN & KERUGIAN
KERUGIAN :
• Umumnya digunakan untuk pengolahan limbah skala kecil
• Memerlukan area luas ( dimensi saluran besar, kedalaman kecil )
• Rotor sebagai penyuplai Oksigen harus dibersihkan secara periodik
SEQUENCING BATCH REACTOR( S B R )
MENGGUNAKAN SISTEM SUSPENDED GROWTH (FILL-DRAW) PENGGUNAAN AWAL UNTUK PENGOLAHAN LINDITERDIRI DARI ; TANGKI SINGULAR ( BATCH ; FILL ; REACT ;SETTLE ; DRAW)BERSIFAT AEROBIK DAN ANAEROBIK (JIKA DIPERLUKAN)
KEUNTUNGAN PENGGUNAAN
SEQUENCING BATCH REACTOR ( SBR)
MENGGUNAKAN SUSPENDED REACTOR YANG BERSIFAT FLEKSIBELDAPAT BERFUNGSI SEBAGAI BAK AERASI EKUALISASI & SEDIMENTASIDAPAT MEMPERLUAS SIRKULASI (JIKA SLUDGE TREATMENT MEMERLUKAN WAKTU YANG LAMA)DAPAT MENGGUNAKAN REAKTOR BERUKURAN KECIL & JUMLAH > 1BIOMASSA TIDAK PERLU DICUCIPENGENDAPAN YANG TIDAK SEMPURNA DAPAT SEGERA DIKENALIDAPAT DITAMBAHKAN DENGAN PAC
IDDLE
EFF.DRAW
INFLUEN
FILL
REACT
SETTLE
WASTE SLUDGE
REMOVE EFFLUENT
CLARIFY
REACTION TIME
ADD SUBSTRAT
PURPOSE / OPERATION
Air on/off
Air on / cycle
Air off
Air off
Air on/off
Percent of :
Max. Vol CycleTime
25 -100 25
100 35
100 20
100 – 35 15
35 – 25 5
TAHAPAN PENGOLAHAN
1. ANOXIC FILL
(a) INFLUEN DIPOMPA/GRAVITASI REACTOR :(b) INFLUEN PIPA MANIFOLD KONTAK
MIKROORGANOSME & SUBSTRAT
AERASI
(a) MIKROORGANISM + SUBSTRAT NITRIFIKASI & DENITRIFIKASI
2. REAKSI
(1) BIODEGRADASI BOD & NITROGEN
10/3/2013
31
TAHAPAN PENGOLAHAN
3. PENGENDAPAN
PEMISAHAN SOLID & PEMBUANGAN SUPERNATAN SBG EFFLUEN
4. PENUANGAN
5. IDLE TIME
ALAT-ALAT YANG DIPERLUKAN DALAM S B R
Uniform Influent Distributor
Pemasangan pipa berlubangterkalibrasi untukpendistribusian secara seragamke bawah SBR selamaproses isi & tuang
ALAT-ALAT YANG DIPERLUKAN DALAM S B R
Jet Aerator
Sistem aerasi yang terdiri atas:pompa resirkulasi ; manifold ; venturi & blower
ALAT-ALAT YANG DIPERLUKAN DALAM S B R
Jet Mixing System
Sistem venturi, pipa manifold, pompa jet
ALAT-ALAT YANG DIPERLUKAN DALAM S B R
Coarse Bubble Diffuser
Diffuser dipasang dalam pipadistribusi udara & dialirkanmelalui orifice besar ( diameter : 1 – 2 inch )
ALAT-ALAT YANG DIPERLUKAN DALAM S B R
Uniform Sludge Collector
Pipa orifice mengambil kelebihanlumpur
10/3/2013
32
GENERAL DESCRIPTION High rate reactor firstly developed by Bahman & Mc Carty Consists of several compartments producing gaseous,
designed by using several vertical baffles couraging upflow by activated sludge which allowed contact between microorganism & wastewater
Bacterias tend to grow, move & settle horizontally within each compartment, low velocity, increase Solid Retention Time (SRT) equal to 100 days on Hydraulic Retention Time (HRT) equal to 20 hours
Less HRT minimizer reactor size less O&M cost Consists of 3 zone :
Acidification Zone Methanation Zone Buffer Zone
ANAEROBIC BAFFLED REACTOR
ANAEROBIC BAFFLED REACTOR
ZONE CLASSIFICATION
1. Acidification ZoneOccurred mostly on intial compartmentVolatile fatty acid ( VFA) formation decrease pH valueBuffer capacity increased, pH value = increased
2. Methanation ZoneMethane gas produced
3. Buffer ZoneDetermined to stabilize the process
ANAEROBIC BAFFLED REACTOR
ADVANTAGES ( Barber & Stuckey, 1999 )
1. Constructiona. simply designb. no need mechanical mixingc. minimize cloggingd. minimize sludge bed expansione. low construction costf. low O & M cost
2. Biomassaa. no need biomass with special settlingb. low sludge growthc. high SRTd. no need fixed medium / solid settling chambere. no need gaseous / sludge separation
10/3/2013
33
ANAEROBIC BAFFLED REACTOR
ADVANTAGES ( Barber & Stuckey, 1999 )
3. Operationala. Low HRTb. allowed intermittent operationalc. stabil hydraulic shock loadingd. long operational without sludge disposal
ANAEROBIC
UPFLOW ANAEROBIC SLUDGE BLANKET
UASB
PRINSIP UMUM
•Aliran dalam reaktor = aliran vertikal ke atas ( up flow )•Sludge untuk mendegradasi bahan organik dalam air buangan berada di
dasar reaktor
• influen dasar reaktor mengalir ke atas (upflow)
Gas Solid Liquid Separator Gas ditampung GLSS, sludge kembalike zona sludge blanket, air limbahdipompake ke outlet
KEUNTUNGAN•Beban Loading tinggi•Waktu detensi lebih rendah u/ skala anaerobik•Tidak perlu suplai Oksigen / hemat biaya•Dapat mereoval PO4 ( fosfat ) & NH3 ( Nitrat ) menjadi gas N2 melalui
proses denitrifikasi
UASB
SKEMA REAKTOR UASB
SLUDGE TREATMENT
INTRODUCTION
THICKENING
STABILIZATION
DEWATERING
DISPOSAL
10/3/2013
34
1. PENDAHULUAN
Lumpurdari proses pengolahan
1.Thickening
1. Gravity2. Flotation3. Centrifugation
2. Stabilization
1. ChlorineOxidation
2. Lime Stabilization
3. Heat treatment4. Aerobic Digestion5. Anaerobic Digestion
3. Conditioning
1. Chemical2. Elutriation3. Heat
treatment
4. Dewatering
1. Vacum Filter
2. Filter press3. Horizontal
Belt Filter4. Centrifuga tion5. Drying beds
5. Disposal
1.Land application
2.Composting3.Land Filling4.Incineration5.Recalcinatio
2. THICKENING
GRAVITY FLOTATION CENTRIFUGE
THICKENING
2. 1. GRAVITY THICKENER
TUJUAN :
MENGKONSENTRASI SOLIDS UNDERFLOW & MEREDUKSI VOLUME LUMPUR
TIPIKAL UNIT GRAVITY THICKENER
2. 2. FLOTATION THICKENER
MEKANISME :
Gelembung udara dilarutkan dengan tekanan tinggi tekanan dibebaskan gelembung udara naik menempel pada gumpalan lumpur naik ke permukaan atas bak lumpur terkonsentrasi & tersisihkan
VARIABEL UTAMA :•Rasio resirkulasi
•Konsentrasi solids influen
•Rasio udara/solids
•Kecepatan pembebanan hidrolis
TEKANAN TIPIKAL :50 – 70 lb2 / in2
(345 – 483 kPa, atau 3,4 – 4,8 atm)
TIPIKAL UNIT FLOTASI
2. 3. CENTRIFUGATION
CENTRIFUGATION
SOLID BOWL DECANTER
BASKET TYPENOZZLE
SEPARATOR
SOLID BOWL DECANTER
DESKRIPSI :•Centrifuge ini dapat
digunakan pada tahapan
thickening maupun
dewatering.
•Merupakan percepatan dari
proses sedimentasi dengan
bantuan gaya sentrifugal.
dan bekerja secara kontinyu
10/3/2013
35
4. DEWATERING
VACCUUMFILTER
PRESSURE FILTER SAND DRYING BED
DEWATERING
Clarifier
TEKNOLOGI MEMBRAN
Teknologi Membran:
• Keunggulan proses membran: Separasi dapat dilakukan secara kontinu Konsumsi energi umumnya rendah Dapat dikombinasikan dengan mudah dengan proses
lainnya (hybrid processing) Tidak diperlukan pengubahan fase medium Penggandaan skala (up-scaling) mudah Sifat membran bersifat variable dan dapat dikendalikan Tanpa bahan tambahan
Proses Membran
Relatif baru terus berkembang
Genenasi pertama:
Mikrofiltrasi (MF)
Ultrafiltrasi (UF)
Nanofiltrasi (NF)
Reverse Osmosis (RO)
Eletrodialisis (ED)
Membrane Electrolysis (ME)
Generasi Kedua:
Separasi gas (GS)
Vapour Permeation (VP)
Pervaporation (PV)
Membrane Distillation (MD)
Membrane Contactor (MC)
Fluks Tipikal untuk MF, UF, NF dan RO
Proses Membran
Tekanan (bar)
Permeabilitas(L.m-2.hr-1.bar-1)
MF 0,1 – 2,0 > 50
UF 1,0 – 5,0 10 – 50
NF 5,0 – 20 1,4 – 12
RO 10 - 100 0,05 – 1,4
10/3/2013
36
0,1
1
10
100
1000
0,0001 0,001 0,01 0,1 1 10 100
Ukuran Partikel/Molekul ( m)
Pe
rbe
da
an
Teka
na
n (
ba
r)
FiltrasiMikrofiltrasi
Ultrafiltrasi
Nano-
filtrasi
Reverse
Osmosis
Perbandingan MF, UF, NF dan RO
MF UF NF/RO
Pemisahan partikel Pemisahan makromolekulPemisahan larutan BM rendah (garam, glukosa, laktosa, mikropolutan
Tekanan osmostik dapat diabaikan (tanpa polarisasi konsentrasi)
Tekanan osmotik dapat diabaikan
Tekanan osmotik tinggi (1 –25 bar)
Tenakan transmembran rendah (< 2 bar)
Tenakan transmembran rendah (1-10 bar)
Tenakan transmembran tinggi (10 - 60 bar)
Struktur membran simetrik atau asimetrik
Struktur membran asimetrik Sruktur membran asimetrik
Ketebatal layer pemisah: Simetrik: 10 – 150 m Asimetrik: 1 m
Ketebatal layer pemisah aktual: Simetrik: 0,1 –1,0 m
Ketebatal layer pemisah aktual: Simetrik: 0,1 –1,0 m
Pemisahan akibat perbedaan ukuran partikel
Pemisahan akibat perbedaan ukuran
Pemisahan akibat perbedaabkelarutan dan difusivitas
Mikrofiltrasi (MF)
MF dapat memisahkan partikel berukuran > 0,05 m
Bahan berukuran < 0,05 m (garam/ion, gula & protein) melewati membran MF
Ukuran pori: 0,08 – 10 m Tekanan : 0,1 – 3 bar
Padatan tersuspensi, sel/biomass, koloid
Membran
Air Garam/ion, Makromolekul
Membran MF (summary):
Membran: Simetris atau asimetris
Ketebalan: 10 – 150 m
Ukuran Pori: 0,05 – 10 m
Driving force: Tekanan (< 2 bar)
Prinsip separasi: Mekanisme penyaringan
Bahan membran Polimer atau keramik
Aplikasi: Aplikasi analitis, sterilisasi (pangan, minuman, farmasi, klsrifikasi minuman (juice, bir, wine), pemisahan sel/biomassa/bioreaktor, air ultra-bersih, recovery metal sebagai oksida atauhidroksida koloid, fermentasi kontinu, pemisahan emulsi air-minyak, waste-water treatment, plasma-pheresis
Ultrafiltrasi (UF)
UF dapat memisahkan bahan berukuran > 0,005 m (BM > 1000 Da)
UF dan MF adalah identik, hanya membran UF asimetris membarn lebih dense
Molekul berukuran kecil (garam/ion, dan gula) dapat melewati membran UF
Aliran permeat dapat digambarkan dengan pers. Konseny-Carmen
Tekanan: 1 – 10 bar
.
Garam-garaman/ion, gula
Partikel dan Makromolekul
Membran
Air
10/3/2013
37
Membran UF (Summary):
Membran Asimetris
Ketebalan 150 m
Ukuran pori 1 – 100 nm
Driving force Tekanan (1 – 10 bar)
Prinsip Pemisahan Mekanisme penyaringan
Bahan membran Polimer (e.g. polysulfone, polyacrylonitrile)
Keramik (e.g. Zirconium oxide, aluminium oxide)
Aplikasi Industri susu (milk, whey, cheese making), industri pangan (pati, protein), klarifikasi minuman, pemisahan emulsi minyak-air, recovery electropaint, dan produk/produk samping, farmasi (enzym, antibiotik, pyrogen), water/ wasteater treatment, daur-ulang air, disinfeksi, penghilangan minyak, membran-bioreaktor
Nonofiltrasi (NF)
. Terletak diantara UF dan RO
Tekanan: 10 – 35 bar
Dapat memisahkan ion dwi-valensi (Mg2+ dan Ca2+), penghilangan kesadahan
MWCO: > 250 Da
Tipikal rejeksi (5 bar, 200 ppm): 60 % NaCl, 80 %, Ca(CO3)2, 98 % MgSO4, Glukosa, Sukrosa
Aplikasi:Pemisahkan gula (sumber C-eksternal), eliminasi warna, TOC, TDS, dan kesadahan, logam berat
Ionbervalensi satu
Partikel, makromolekul, ion bivalen
Membran
Air
NF (Summary):
Membran Komposit
Ketebalan Sublayer 150 m; toplayer 1 m
Ukuran pori < 2 nm
Driving force Tekanan (10 – 25 bar)
Prinsip Pemisahan
Solution-diffusion
Bahan membran Polyamide (interfacial polymerization)
Aplikasi Desalinasi air payau, penyisihan mikropolutan, pelunakan air, wastewater treatment, retensi pewarna (industry tekstil)
Hiperfiltrasi/Reverse Osmosis (RO)
Membran non-porous, hampir hanya air yang dapat melewati membran RO
Garam/ion dan bahan organik > 50 Da dapat dihalangi membran RO
Tekanan: 20-60 bar, tetapi dapat juga s/d 200 bar
Aplikasi: penanganan leachate, penghilangan logam berat, gram-graman, dan bahan organik sintetik
.
Reverse osmosis/Hiperfiltasi (Summary):
Membran Asimetris atau Komposit
Ketebalan Sublayer 150 m; toplayer 1 m
Ukuran pori < 2 nm
Driving force Tekanan: air payau 15 – 25 bar; air laut: 40 –80 bar
Prinsip Pemisahan Solution-diffusion
Bahan membran Cellulose triacetate, aromatic polyamide, polyamide dan poly(ether urea) (interfacial polymerizaztion)
Aplikasi Desalinasi air payau/air laut, produksi air ultra-bersih (industri lektronik), pengkonsentrasian juice atau gula, milk penyisihan mikropolutan, wastewater treatment
Nanofiltrasi dan Reverse Osmosis
Larutan RO NF
Ion monovalen (Na, K, Cl, NO3
-> 90 % < 50 %
Ion bivalen (Ca, Mg, SO4
2-, CO32-
> 99 % > 90 %
Bakteri dan virus > 99 % < 99 %
Microsolute (BM > 100)
> 90 % > 50 %
Microsolute (BM < 100
0 – 99 % 0 – 50 %
10/3/2013
38
BAHAN MEMBRAN
• Bahan Organik (Polimer):– Polimer untuk Membran berpori
– Polimer untuk membran tak-berpori
• Bahan anorganik:– Membran keramik
– Membran gelas
– Membran metal (termasuk karbon)
– Membran zeolit
Kelebihan dan Kekurangan Membran AnorganikKelebihan •Tahan terhadap panas
• Tahan terhadap bahan kimia• Tahan lama• Ukuran pori dapat lebih mudah dikendalikan• Dapat dibackwashing
Kekurangan • Sifat keras dan kaku, menuntut konstruksikhusus• Biaya investasi tinggi• Ketahanan terhadap temperatur sering dibatasioleh bahan pengedap pada sambungan-sambungan modul atau sistem perpipaan
Daur-ulang krom dari limbah cair industri penyamakan kulit Membran UF
Instalasi (perspektif) Proses pengolahan tingkat lanjut yang umum dilakukan adalah:
1. Penghilangan Besi dan Mangan2. Water Softening dengan pengendapan
kimia3. Penukar ion 4. Adsorpsi 5. Proses membran termasuk osmosis
balik6. Oksidasi termasuk oksidasi kimia
10/3/2013
39
• Tahap terakhir dari unit pengolah limbahadalah disposal lumpur yang dihasilkan darimasing‐masingnya yang dapat ditempatkandengan sistem landfills, incenerated, applied to land, atau digunakan untukmengkondisikan tanah yang dalampenanganannya juga harusmempertimbangkan dampak lingkungan daripembuangan tersebut.
PEMILIHAN TEKNOLOGI
• Banyak teknologi yang mungkin dikembangkan untukmenangani air limbah, maka berbagai pertimbangan perludiperhatikan secara teliti sebelum teknologi tersebut dipilih.
Pertimbangan tersebut meliputi :
1. Sumber limbah cair ( asal limbah )
2. Karakter limbah ( kualitatif dan kuantitatif )
3. Daya dukung lingkungan menerima beban limbah
4. Ketersediaan lahan
5. Ketersediaan dana / pertimbangan finansial
6. Ketersediaan tenaga ahli
7. Ketersediaan peralatan pengolah dipasaran bebas / bengkelkonstruksi setempat.